Uventet nyt våben mod resistente bakterier | Carlsbergfondet
Til oversigt

Uventet nyt våben mod resistente bakterier

Forskere fra Aarhus Universitet har fundet en metode til at omdanne en naturligt forekommende stofklasse, som både er giftig for bakterier og pattedyr, til kun at være giftig for bakterier – også dem, der er antibiotika-resistente. Det kan bane vejen for fremtidens antibiotika. Opdagelsen er gjort på baggrund af støtte fra bl.a. Carlsbergfondet.
Antibiotikaresistens er en af de største trusler mod den globale sundhed. De eksisterende antibiotika bliver mindre og mindre virksomme i takt med, at bakterierne udvikler nye modstandsmekanismer.

For at undgå en katastrofe, hvor millioner af mennesker dør af infektioner, som før var harmløse, er det nødvendigt at udvikle midler, som bakterierne ikke kan forsvare sig imod.

Nu har forskere på Aarhus Universitet med professor Thomas B. Poulsen fra Institut for Kemi i spidsen fundet uventede kandidater til fremtidens antibiotika. Der er tale om såkaldte ’polyæter ionoforer’, som er en gruppe af naturligt forekommende molekyler, der har det til fælles, at de kan transportere positivt ladede ioner gennem cellemembraner. Resultaterne er publiceret i artiklen “Expanding the antibacterial selectivity of polyether ionophore antibiotics through diversity-focused semisynthesis” i tidsskriftet Nature Chemistry.

Bruges i landbruget

Polyæter ionoforer er på én gang overraskende og oplagte kandidater til antibiotika.

Det har længe været kendt, at mange af ionoforerne er rigtig gode til at slå visse bakterier ihjel – også bakterier, der ellers er antibiotikaresistente. Nogle af dem bruges som vækstfremmere i landbruget, idet de f.eks. virker forebyggende mod parasitten coccidia og blandes i foder til bl.a. kyllinger og kaniner. Men videnskaben har hidtil ignoreret disse ionoforer som mulige nye antibiotika til mennesker, fordi de kan være giftige for mennesker, da de ikke skelner mellem cellemembraner i bakterier og i pattedyr.

Gennem de senere år har forsøg med udvalgte polyæter ionoforer dog vist, at de kan målrettes mod aggressive kræftceller og kan virke beskyttende overfor ardannelse i hjertemuskulaturen i forsøg med mus. 

Nye egenskaber

Forskerne fra Aarhus Universitet er nu lykkedes med at skabe kunstige versioner af polyæter ionoforer med nye egenskaber, der gør dem mellem 3 og 10 gange mere antibiotiske end de stærkeste af de naturlige stoffer fra samme gruppe af kemiske forbindelser. At de er mere antibiotiske betyder, at de 3 til 10 gange mere selektivt slår bakterier ihjel end menneskeceller.

”Vores syntetiske ionoforer beholder deres oprindelige giftighed over for bakterier, samtidig med at de er væsentligt mindre skadelige for humane celler. Vi har også kontrolleret, via en metode der kaldes morfologisk profilering, om de påvirker humane celler på andre måder, når stofferne bliver givet i ikke-giftige mængder. Og det gør de ikke,” siger professor Thomas B. Poulsen, der i 2017 modtog et lektorstipendium fra Carlsbergfondet til undersøgelserne.

Læs mere om Thomas B. Poulsens projekt

Det er dog vigtigt at tilføje, at ionoforerne ikke virker mod alle typer bakterier – kun de såkaldt ”grampositive” (et udtryk som beskriver typen af cellevæg), som omfatter bl.a. stafylokokker, streptokokker, bacillus, listeria, enterokokker og clostridium. 

Kopierer naturens egne våben

Thomas B. Poulsen og hans Kemisk Biologi Lab har specialiseret sig i at udvikle kunstige versioner af naturens egne våben mod sygdomme. De finder frem til biologiske molekyler, som organismer i naturen bruger til at forsvare sig med – f.eks. mod mikroorganismer – og syntetiserer derefter kunstige versioner af dem. Det er et stort arbejde at skabe nye komplekse molekyler fra bunden, men der er flere fordele ved det. For det første kan man ændre i strukturen og designe dem, så de målrettet kan bekæmpe sygdomme hos mennesker. Og for det andet kan man masseproducere dem.

I tilfældet med polyæter ionoforer er forskerne dog sluppet for en stor del af det møjsommelige arbejde med at syntetisere fra bunden. Og det er heldigt, for molekylerne har – sådan som bioaktive molekyler plejer – en meget indviklet struktur.

”Molekylerne i denne stofklasse består af moduler, og vi har udviklet en metode til at klippe disse moduler fra hinanden og derefter sætte moduler fra forskellige udgaver af stofferne sammen til nye molekyler. Dermed kan vi effektivt og systematisk sammensætte nye varianter og afprøve dem, til vi finder kombinationer med de ønskede egenskaber,” fortæller Thomas B. Poulsen.

Klargøring til prækliniske forsøg

En yderligere lettelse i arbejdet er, at de polyæter ionoforer, som forskerne har brugt som udgangspunkt, er lette at skaffe. De bruges allerede som fodertilsætning i landbruget rundt om i verden og koster ikke ret meget.

Nu arbejder forskergruppen på at optimere de syntetiske stoffer og processen yderligere, så de i fremtiden kan bruges som antibiotika for mennesker. De er således i kontakt med partnere på andre universiteter for at gøre det klar til prækliniske forsøg.

Gå til den videnskabelige artikel i Nature Chemistry



Til oversigt